铅酸蓄电池极板生产的固化与干燥

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铅酸蓄电池极板生产的固化与干燥技术生极板的固化、干燥是铅酸蓄电池极板制造过程中的一道关键工序，它直接影响到化成后极板的机械强度和电性能，关系到铅酸蓄电池的容量大小和寿命长短。

一、极板固化干燥的目的1、控制游离金属铅的含量2、碱式硫酸铅的再结晶程度3、内在结构强度4、板栅表面的腐蚀程度二、固化与干燥的现有技术工艺1、常温固化、干燥涂添后的极板在固化室温湿度下放置48h~72h，在此过程中要防止极板失水过多造成极板开裂，影响极板固化，同时要完成极板板栅的表面腐蚀（板栅在30℃下24h后开始表面腐蚀）。

此固化其温度为室温，基本上不加以控制，受室外环境温度的影响较大，季节将给室内固化带来较大的影响，且极板的干燥基本上是靠阳光晒和风干，其生极板的含水量更难以控制，其他组分的含量均不能达到技术指标要求，使得蓄电池容量、寿命均难得以保持。

2、蒸汽固化、干燥用水蒸气加热固化称为蒸汽固化。

蒸汽固化期间铅膏含水量不变，其原因：蒸汽固化用蒸汽直接加热，它既控制了温度又控制了湿度。

在RH接近100%时，铅膏中水分向外扩散的速度V扩很大，同时，室内的热水蒸汽向铅膏内部渗透，其速度V渗也很大，两者速度均会随温度升高而加快。

因此，铅膏含水量就会很快维持在一定的动态平衡中。

三、专利固化——全自动蒸汽、水、热风固化干燥经研究发现：1、涂添后的极板在固化的水分扩散渗透期间，一方面使合膏形成的尚未稳定的碱式硫酸铅再结晶，提高活性物质粒子间的内聚力，使铅膏物质形成牢固的胶体网状结构，此过程在自然固化时需48h~72h，蒸汽固化可以缩短至24h以内。

2、再结晶条件：再结晶作用发生在铅膏含水量大于5%时，为了达到较高的再结晶速率，必需使铅膏能在较长的时间间隔内保持5%以上。

其最佳的再结晶条件是：温度40℃~45℃；湿度RH接近100%；铅膏含水量11%；再结晶时间17h。

在水分维持动态平衡中，由于室内的热水汽溶有氧气，此热水汽向内部渗透，当渗透到板栅表面时使板栅氧化，发生微电化学反应如下：板栅由于真实表面积小，反应速度较慢，生成的PbO与铅膏中的PbO及碱式硫酸铅中的PbO形成共价键，从而增加了板栅与活性物质的附着力。

固化干燥固化干燥即硬化脱水。

涂填后的极板其一方面水分过多，另一方面铅膏组织不稳定，因此要经过固化干燥工艺来使其硬化脱水，在完成铅膏的硬化脱水的过程的同时要实现铅膏中游离铅的氧化、铅膏与板栅的腐蚀结合、铅膏中碱式硫酸铅的再结晶以及多孔电极的形成等一系列的物化反应的目的。

一、极板在固化干燥过程中的物化反应涂膏后的极板经压实、淋酸及表面干燥后（固化的前期部分），要在一定的温度、湿度环境及固定时间条件中进行固化干燥，在这个过程中极板将发生以下物化反应：1、铅膏中游离铅进一步氧化成氧化铅：游离态的金属铅（Pb）只有被氧化成氧化铅（PbO2）后才能转变成活性物质。

否则过量的Pb会导致正极板在化成过程中，由于Pb—PbSO4—PbO2的转化过程中体积变化很大。

极板内部由于体积膨胀产生的应力会导致极板弯曲、活性物质脱落，同时由于活性物质体积的增加，会使活性物质孔隙率降低，导致正极板化成时产生的氧气不易传送到极板表面逸出，而是在极板内部积累产生压力，这种带有应力的氧气从极板内部克服孔隙中液体的阻力，向极板表面移动时具有冲刷作用，促进了活性物质的脱落。

在负极板中由于过量的游离铅高分散性地隐含在电化学反应生成的海绵状铅中，使活性物质不能形成质地均匀的物相，导致活性物质结构松散，强度差，容易脱落。

在固化过程中，极板必须具有一定的水分，且为了防止极板失水过快而要求具备较高湿度的环境条件。

一般情况下，在固化干燥后，极板游离铅的含量控制在：正极板游离铅含量小于2%、负极板游离铅含量小于4%。

正极板比负极板要求高是因为游离铅在正极板中起到的危害要大于负极板，且正极板是影响蓄电池初期容量与寿命的主要部件，因此要严格加以控制。

2、极板板栅表面生成腐蚀层：由铅锑合金或铅钙合金铸造成的板栅表面几乎都是金属的晶格，而极板铅膏是氧化物、碱式硫酸铅及铅的组合物。

为了很好地进行电化学反应，要求铅膏与板栅具有一定的结合力，且铅膏与板栅结合得是否牢固对极板的强度有极大的影响。

铅酸蓄电池固化与干燥
文章来源：
徐膏式极板经过涂膏、表面干燥，然后狂规定工艺条件下失水，可塑性铅膏定型，凝结成微孔均匀的固体，这一过程叫固化，而平时所指的固化是指表面干燥后极板的固化，这一阶段一般在固化室内进行，固化之后还要继续进行干燥。

阀控电他用较厚的极板的固化与干燥总历时一般在4天左右。

固化工序主要有以下几个作用：
生机板中Pb继续氧化为Pbo。

固化结束时正极活物质台钳置应在1％以下，负极应在5％以下，正极板要求含铅且较低，是因为过高台钳量，化成时Pb转化为Pbo2，体积变化较大，容易使活性物质疏松。

板栅表面铅的氧化，增强板栅筋条与活物质之间的结合力水
分蒸发，形成效体
网状微孔结构，并增加极板强度。

活性物质形成碱式硫酸铅
在铅酸蓄电池的制造过程中，生极扳的固化对蔷电池质量的影响很大，直接关系到电他的使用寿命与容量。

因此固化工艺的设计与控制显得极为重要。

(10)申请公布号 CN 102903893 A(43)申请公布日 2013.01.30C N 102903893 A*CN102903893A*(21)申请号 201210395754.2(22)申请日 2012.10.18H01M 4/23(2006.01)(71)申请人双登集团股份有限公司地址225526 江苏省泰州市姜堰市梁徐双登科工园1号(72)发明人楼志强(54)发明名称铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法(57)摘要本发明公开了一种铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，包括极板的堆叠高度和极板堆的间隙。

极板的堆叠高度为7.5cm ～15cm ，极板堆上下及四周侧面的间隙为2cm ～5cm 。

该方法用于铅酸蓄电池极板固化干燥工序，既能合理利用极板固化过程的存放空间节省能源，又能使内部极板得到有效的固化反应和干燥，提高极板固化干燥效果。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页1/1页1.一种铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，包括极板的堆叠高度和极板堆的间隙，其特征是极板的堆叠高度为7.5cm ～15cm ，极板堆上下及四周侧面的间隙为2cm ～5cm 。

2.按权利要求1所述的铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，其特征在于所述极板堆按层摆放，层间隙为2cm ～5cm 。

3.按权利要求2所述的铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，其特征在于所述极板堆摆放层数为5层。

权 利 要 求 书CN 102903893 A铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法技术领域[0001] 本发明涉及一种适用于铅酸蓄电池极板固化干燥的叠放方法，属于铅酸蓄电池领域。

背景技术[0002] 铅酸蓄电池经过100多年的发展，目前铅酸蓄电池极板自动化生产水平提高迅速，极板涂片一般均提升为连续涂片方式，极板连续涂片后通过快速干燥烘道将极板表面烘干，为极板叠放式固化提供了可能。

铅酸蓄电池极板制造工艺流程一、极板制造很重要哦。

铅酸蓄电池极板的制造可是相当关键的呢。

这就好比是给电池打造一个超棒的“心脏”。

要是极板制造得不好，整个电池的性能就会大打折扣啦。

它就像盖房子的地基一样，地基不牢，房子怎么能稳呢？所以我们得好好了解一下这个制造工艺流程。

二、铅粉制造环节。

这是整个极板制造的开头部分哦。

铅块要先经过专门的设备，把它变成超级细的铅粉。

这个过程就像是把一个大胖子变成好多好多小瘦子一样有趣。

制造铅粉的时候呀，设备得把铅块不停地研磨、搅拌。

铅块在里面就像在做一场疯狂的舞蹈，最后就变成了细腻的铅粉。

这个铅粉的质量可是很讲究的呢，它的颗粒大小得均匀，就像一群排列整齐的小士兵。

如果颗粒大小不均匀，那后面做出的极板就会有各种各样的问题，电池的寿命啊、性能啊都会受到影响。

三、和膏过程。

有了铅粉之后呢，就要开始和膏啦。

这就像是做蛋糕要把面粉和其他材料混合在一起一样。

铅粉要和一些添加剂混合，这些添加剂就像是做蛋糕的糖啊、油啊之类的。

它们能让铅膏有更好的性能。

在和膏的时候，要把铅粉和添加剂按照一定的比例搅拌均匀。

这个过程得特别小心，不能马虎。

要是搅拌得不好，铅膏的质地就不对啦。

就像蛋糕如果没搅拌好，里面就会有疙疙瘩瘩的东西一样。

搅拌好的铅膏应该是那种软软的、均匀的状态，这样才能保证后续极板的质量。

四、涂片操作。

和膏完成后就轮到涂片了。

涂片就是把铅膏均匀地涂在板栅上。

板栅就像是一个骨架，铅膏就是附着在这个骨架上的“肉”。

这个过程要涂得非常均匀哦，就像我们涂面包酱一样，不能有的地方厚，有的地方薄。

如果涂片不均匀，那极板在充电和放电的时候就会出现问题。

厚的地方可能会反应过度，薄的地方可能又反应不足。

所以操作涂片的工人得有一双超级稳的手，就像画家画画一样，每一笔都得恰到好处。

五、固化干燥。

涂好铅膏的极板要进行固化干燥啦。

这个过程就像是让小面团发酵再烘干一样。

在固化干燥的时候，要控制好温度和湿度。

合适的温度和湿度能让铅膏发生一些化学变化，让它变得更加稳定。

铅酸蓄电池生产流程
铅酸蓄电池生产流程：
①铅粉制造：
- 制造具有特定氧化度和物理性质的铅粉，用于后续的铅膏配制。

②板栅铸造：
- 使用铅合金通过模具铸造出带有网格结构的板栅，作为活性物质的载体。

③铅膏配制：
- 将铅粉与水和硫酸混合，通过机械搅拌形成具有可塑性的铅膏。

④极板涂膏：
- 将铅膏均匀涂抹在板栅上，形成正负极板的活性物质层。

⑤极板固化：
- 将涂膏后的极板放置在特定条件下进行固化，形成稳定的活性物质结构。

⑥极板化成：
- 通过电化学过程激活极板上的活性物质，使其具备电化学活性。

⑦极板清洗：
- 清除极板表面可能残留的杂质或未反应物质。

⑧极板干燥：
- 干燥极板，去除在清洗过程中留下的水分。

⑨极板裁剪：
- 根据电池设计规格裁剪极板至合适尺寸。

⑩电池组装：
- 将正负极板间隔以隔板，装入电池壳体内，注入电解液。

⑪密封处理：
- 密封电池外壳，防止电解液泄漏和外部气体进入。

⑫初充电/化成：
- 对组装完成的电池进行首次充电，激活电池性能。

⑬性能测试：
- 对电池进行容量、电压、内阻等性能指标的测试，确保符合标准。

⑭质量检验：
- 对电池进行最终的质量检查，包括外观、尺寸和电气性能。

⑮包装：
- 合格的电池进行包装，准备出货或存储。

⑯物流配送：
- 组织物流，将包装好的电池运送至客户或仓库。

电动自行车用铅酸蓄电池极板的固化铅蓄电池在制造过程中，生板固化、干燥条件是非常重要的。

生板质量的优劣，对化成后极板质量及电池性能有密切关系。

因此生板固化、干燥过程决不可掉以轻心。

我厂主要是生产Pb-Ca-Sn-Al四元合金免维护铅酸蓄电池极板。

一般铅粉生产时氧化度控制在72%~79%之间，其余为未氧化的游离铅；经过储存一定时间后进行和膏再进行涂填、浸酸后，铅膏中的游离铅含量降到15%~18%左右；在固化室中固化干燥后，铅膏物质中的游离铅含量一般在3%~5%。

固化良好的极板，化成后的极板可获得牢固的活性物质和良好的外观质量，反之由于在不同季节受气候变化等条件的影响，往往使生板固化条件得不到良好的控制，因而造成极板批量废品时有发生。

一般废品现象：负极板裂纹、起泡；正极板活物质疏松、脱粉、顺筋起皮、整格脱落等[1]。

1固化的作用机理极板的固化是指涂好膏的极板在一定的温度和时间等条件下，在铅膏胶凝过程中完成游离铅及板栅筋条表面铅的氧化以及碱式硫酸铅的再结晶和硬化的过程。

铅蓄电池用生极板的固化是一个比较复杂的过程，既有物理变化也有化学变化，要达到的效果有板栅腐蚀层的形成、游离铅的转化、碱式硫酸铅再结晶(脱水形成微孔)。

固化过程按顺序大体也可分为以下不可分割的3个阶段[2]：(1)第一阶段，主要使板栅形成腐蚀层，促使铅膏与板栅有强的附着力，以及使铅膏中3BS(3PbO·PbSO4·H2O)与4BS(4PbO·PbSO4·H2O)生成合适的比例。

板栅的腐蚀层是靠空气中的氧气不断溶进铅膏的水分中，再到达板栅表面形成微电池来完成，水作为催化剂(或介质)，板栅的铅因其活性低，形成腐蚀层相对是比较缓慢的。

因此，这一阶段需要的时间会比较长，固化温度越高，板栅腐蚀的速度越快，但铅膏中3BS也会向4BS转化。

因此，在此阶段应保证铅膏中有较高含量的水分，高的固化湿度和适宜的固化温度是很重要的。